ЭГД-течения в симметричной системе электродов, страница 12

В данной работе исследована роль межфазной границы элект­род-жидкий диэлектрик а случае си­льно неоднородного электрического поля, образованного электродами игла-конфузор. Эта система обычно используется в современных ЭГД-насосах [6] .

Экспериментальная ячейка изоб­ражена на рис.1:

I - игольчатый электрод, 2 - конфу-

эор, 3 - корпус из оргстекла, 4 -патрубок для измерения давления.

Ячейка погружалась в сосуд с диэлектрической жидкостью. В экспериментах исследовались: ток через ячейку, избыточное давление, возникающее под воздействием электрогидродинамических течений. Измерение давления -

производилось при помощи спе­циально разработанного датчика давления, чувствительностью 0, 1 Н/м . Аналоговая информация о давлении и токе, преобразо­ванная в цифровой сигнал, подавалась на ЭВМ, где проходила не­обходимую обработку. Эксперименты проведены в ряде жидкостей, обладающих различными электрофизическими свойствами: ПМС-1, 5R, бензин А-76, трансформаторное и вазелиновое масла (ТМ, ВМ).

Каждый эксперимент проводился с биметаллической парой электродов игла-конфузор. Всего исследовано 70 пар, выполнен­ных из различных металлов

Специально разработанный высоковольтный источник напряже­ния позволял подавать на вход ячейки напряжение пилообразной и прямоугольной формы с высокой степенью линейности. Скорость роста напряжения менялась в диапазоне 0, 1-10 кВ/сек. Следует отметить полярный эффект: при отрицательной игле   пробивная прочность системы игла-конфузор и развиваемые давления суще­ственно (в 5-10 раз) выше, чем при положительной. На рис.2 приведены динамические характеристики давления и тока в ПМС-1, 5R  для электродов {-) Мо - (+)Ni' в различнее жидкос­тях. Все данные приведены для отрицательной иглы и положитель-

Рис.2

кого конфузора.

 Динамические характеристики записаны при быстрой 5 кВ/сек и медленной 0, 5 кВ/сек скоростях роста нап­ряжения. Стрелками обозначены -направления изменения напряже­ния ( вправо) рост, ( влево) спад. Зависимости имеют, как правило гистерезисный характер, особенно хорошо выраженный при высоких скоростях изменения напряжения. Зависимости Р (V) имеет пороговый характер, величина порогового напряжения зависит от параметров системы.

 Зависимости J (V) порога не имеют, общая площадь

петли гистерезиса зависимости J (V) несколько ниже, чем для зависимостей Р (V). Сопоставление зависимостей полученных в различных жидкостях выявляет их существенные различия, касающиеся как характера кривых Р  ( V) и J ( V)» так и величины гистерезиса, а так­же величин давления и токов. Последние существенно ниже в более вязких жидкостях, таких как  трансформаторное и вазелиновое  масла.

Большая серия исследований проведена для систем электродов

Рис.3

одинаковой геометрии,  идентичной рис.1, в которой анод и катод изготовлены из различных материалов. В каждой жидкости иссле­довано 60 различных биметаллических пар. Исследования выявили значительное влияние материала обоих электродов на динамичес­кие характеристики системы и на пробивную прочность, которая изменялась более чем в два раза.

На рис.З в качестве примера приведены динамические характе­ристики системы игла-конфузор в ПМС-1.5R для различных элек­тродных пар. Этот пример наглядно демонстрирует количествен­ные и качественные различия интегральных характеристик системы электроды-жидкий диэлектрик при изменении свойств межфазной границы, а именно материала электродов, при одинаковых прочих параметрах системы. Влияние поверхностных эффектов распростра­няется также и на гистерезисные свойства среда.

Таким образом, эти серии экспериментов, поставленные в сильнонеоднородных полях, свидетельствуют об определяющей роли именно поверхностных процессов рождения и гибели ионов, а не

объемных в электрогидродинамических явлений.